محققان موسسه MIT موفق شدند با تبدیل یک مشکل به یک مزیت درتولید تراشه، ساختاری به عرض ۳۰ اتم تولید کنند. آنها از فرو ریختن نانوستونها روی سطح تراشه و ایجاد الگوهایی، بهره فرآیند لیتوگرافی الکترونی را افزایش داده و با استفاده از آن تراشههایی تولید کردند.
ساخت تراشه با فرو ریختن نانوستونها
تولید ادوات نانومقیاس نظیر ترانزیستورها در تراشههایی کامپیوتری، ادوات اپتیکی در
تراشههای مخابراتی و سیستمهای مکانیکی در زیستحسگرها توسط روشی موسوم به
فتولیتوگرافی انجام میشود. اما اندازه این ادوات محدود به طول موج نور است
بنابراین برای تولید ادوات کوچکتر نیاز به روشهای جدیدتر است.
در دو مقالهای که اخیرا محققان آزمایشگاه تحقیقاتی MIT و شرکت آ استار سنگاپور به
چاپ رساندهاند، نشان داده شده که میتوان تراشههایی به ابعاد ۱۰ نانومتر ( تقریبا
۳۰ اتم) تولید کرد. برای این کار محققان از روشهای موجود برای نشاندن ستونهایی
نازک روی پلاستیک در سطح تراشه استفاده کردند. سپس آنها این ستونها را بهنحوی
ویران کردند که الگوهایی پیچیده در سطح تراشه ایجاد شود.
نکته جالب اینجاست که پیش از محققان سعی میکردند که از فرو ریختن این ستونها
جلوگیری کنند. کارل برگرن، از محققان این پروژه میگوید یکی از مشکلات اصلی در
لیتوگرافی در ابعاد ۱۰ نانومتری، مانع شدن از فرو ریختن ساختارها است. این کار با
دشواریهای زیادی همراه است، مانند این که شما بخواهید یک تار مو را ایستاده نگه
دارید در حالی که تار مو تمایل به افتادن دارد. این گروه به فکر استفاده از این
پدیده بودند تا از این چالش بهعنوان یک فرصت استفاده کنند.
در فتولیتوگرافی، تراشهها را بهصورت لایهای میسازند زمانی که یک لایه ساخته شد
آن را با یک ماده حساس به نور میپوشانند. نور را از الگویی عبور داده و به این
لایه میتابانند بنابراین فقط بخشهایی از لایه نور میبیند. بخشهای نور دیده سفت
شده اما دیگر بخشها قابل زدودن است که با استفاده از فرآیند اچ کردن، اسید یا
پلاسما، آن را از لایه جدا میکنند. لایه حساس به نور را نیز زدوده و کل فرآیند را
از نو تکرار میکنند.
اندازه الگوهای ایجاد شده در سطح تراشه محدود به طول موج نور است. برای غلبه بر این
محدودیت محققان از پرتو الکترونی استفاده میکنند. اما پرتو الکترونی نمیتواند
همانند نور مرئی در یک زمان به تمام سطح تابیده شود. بههمین دلیل کارایی این روش
بسیار پایین است.
استفاده از ستونها و فروریختن آنها به شکل الگوهایی میتواند بهره لیتوگرافی پرتو
الکترونی را بهبود دهد. در مقالهای که این گروه تحقیقاتی در نشریه Nano Letters به
چاپ رساندند نشان دادند که چگونه میتوان ستونها را در سطح یک تراشه بهصورت
دلخواه فرو ریخت و الگوهایی ایجاد کرد.
